管制移交間隔管理策略研究
時間:2022-04-20 09:40:23
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摘要:隨著經濟格局的逐漸變化,在各個國家,對于民用航空運輸業的需求都在不斷提升,空中交通流量也在隨之增加。本文將對雷達管制條件下的區域管制單扇區移交間隔管理策略和區域管制多扇區移交間隔管理策略進行分析,希望對空中交通的管理做出一定貢獻。
關鍵詞:雷達管制條件;管制移交間隔;管理;矩陣模型
管制移交主要指的是扇區之間或管制單位之間轉移飛行中航空器管制責任的工作,其目的是連續為航空器提供服務,讓管制責任更為明確,讓飛行安全得到保證。在管制移交之前,接受單位與移交單位會進行協調,一般情況下,移交流程包含了前置移交、通信移交與責任移交這三個環節。
1雷達管制條件下的管制移交間隔管理意義
在全球經濟格局逐漸變化的條件下,亞太地區各個地區的民用航空運輸業需求得到了巨大增長,空中交通流量得到增加,但是,空管系統、大型樞紐機場等基礎保障設施的建設具有周期長、投入資金多、空域領域資源有限等局限性,空中交通存在著很大矛盾。除此之外,隨著全球氣候的逐漸變化,異常天氣也紛紛出現,這對于空中交通管制服務工作帶來不利影響,空中交通延誤與擁堵會為經濟帶來損失,會對空中交通流運行效率與運行安全造成影響。現階段,我國民用航空運輸能力已經成為全球第二大航空運輸體系,航空旅客吞吐量巨大,對雷達管制條件下的管制移交間隔管理進行研究對于民航發展新局面的開創具有重要意義。
2區域管制單扇區移交間隔管理策略
空中交通管制主要指的是在當前技術條件下,利用一系列手段掌握航空器飛行狀態,讓航空器安全間隔得到保障,讓空中碰撞或是碰撞地面障礙物得到有效防止,進而讓空域容量與運行效率得到提升,讓飛行安全目的得到有效保證,在區域管制工作中,工作人員為對監視空域范圍內的航空器動態以及活動進行監視,可以利用ATS監視系統,管制人員需要將航跡引導提供給航空器,進而減少飛行沖突出現;可以讓航空器快速上升到巡航高度,或是從巡航高度快速下降到進場地點,讓危險天氣得以避開;可以讓航空器領航得到協助;可以讓航空器進行入限制空域事件得到避免。在區域管制中,兩個航空器之間雷達間隔最小是10km,可以讓單位空域飛行流量得到增加,讓單位空域利用率得到提升。管制移交間隔管理主要指的是利用距離間隔限制值/時間控制將要進入本單位扇區的航空器隊列,對特定空域可進行短期的流量管理,可以引入矩陣等觀念來對其問題進行定義。在間隔矩陣中,航空器即將要飛越的移交點是間隔參照點,利用初始的航空器預計飛越時刻數據時刻可以完成時間間隔矩陣的轉化工作,依照初始間隔矩陣可以建立狀態矩陣,除此之外,還應在模型中建立間隔增量矩陣。可對模型作出多個假設,因本文只對單扇區移交情況進行考慮,所以可假設航空器為扇區外側進入;劃分指定時間段[0,T]為多個子時間片段,在指定時段間隔指令有效;在控制時間段,航空器為勻速飛行[1]。對其進行簡要概述,就是以控制延誤綜合為目標,將間隔矩陣與增量矩陣進行引入,讓管制移交間隔的變化得到處理,利用移交間隔模型,使用遺傳算法可以得出相應的結果。
3區域管制多扇區移交間隔管理策略
空中交通監視的發展可以分為四個階段,分別為人工監視階段、被動獨立監視階段、被動協同式監視階段與主動協同式監視階段,監視技術的每一次革新都會讓空中交通管制運作模式發生變化,都會讓空域管制效率得到提升,讓管制成本得到降低,讓飛行安全水平得到進一步保障。從多扇區系統的全局角度著手,針對多扇區系統中的單個子扇區容量、整體容量、外單位扇區的限制因素等方面的影響做出研究,可以讓扇區管制移交管理策略更為貼近、全面。多個扇區的移交可以分為兩種情況,一是提供雷達監視服務的區域管制范圍的高扇區是主體移交扇區,二是進近管制范圍之內的中低扇區是主體移交扇區。在多扇區管制移交間隔模型中,可以發現其關鍵問題為外單位扇區和多扇區系統的協調、系統內部子扇區的協調、航空器的多個間隔參考點等。利用矩陣與圖形可以轉化管制移交間隔問題,并建立相應的多扇區管制移交間隔模型。在多扇區的運行空域網絡中,需要對空域圖進行轉化,讓其變為簡化抽象圖,可以把多扇區系統定義在虛擬圓內,航空器在移交點的變化過程中可以利用路徑短表示,依照扇區內運行移交形式的不同,可以將其分為三種特征飛行流,在轉化之后,網絡構圖飛行流并不間斷,各航空器途徑的路徑點存在差異,因此,需要進行路徑補償工作。其約束條件包含了移交點間隔約束、扇區容量因素、飛行約束和特殊情況約束[2]。對其進行簡要概述,就是依照不同特征飛行流和移交點來轉化空域圖,進而完成網絡結構簡圖的定義工作,通過路徑虛擬函數的引入,可以讓多扇區間隔管理問題化那話為分類目標規劃問題,之后依照不同種類的移交點對間隔矩陣作出相應的修改,在算法中,將隨機編碼和真值進行結合,讓其更為符合模型的相關要求。
4結語
綜上所述,利用一定算法,計算區域管制扇區移交間隔,可以讓航班空中延誤得到有效減少,結合單個扇區的模型研究結果,對空域范圍以及影響因素進行考慮,可以讓多扇區系統管制移交間隔管理模型得以建立,讓空域交通管制運行效率得到提升。
參考文獻:
[1]高偉,宮廷玉,葉志堅.區調扇區和進近扇區復雜度對比研究[J].科學技術與工程,2015,15(06):266~271.
[2]杜實,吳海波.單扇區管制移交間隔管理模型和算法研究[J].航空計算技術,2014,44(06):78~83.
作者:王乙 單位:民航西南空管局重慶空管分局
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